一款伞降水火箭的伞舱设计.doc

精品文档（可编辑） 值得下载 一款伞降水火箭的伞舱设计 水火箭又被称为气压式喷水模型火箭或水推进式模型火箭，是一种深受广大青少年喜爱的科普模型器材。由于其动力舱、箭体、箭头、尾翼、降落伞等部件均由废弃饮料瓶制成，因此水火箭项目兼具科教、益智、环保、娱乐等特点。目前，在全国性的航模赛事中经常出现它的身影。“水火箭50 米打靶”就是“飞向北京―飞向太空”全国青少年航空航天模型比赛的一个特色项目。 水火箭的发射原理是：废弃饮料瓶内装了一部分水并且瓶口被橡皮塞塞紧，形成了一个密闭空间。发射时，瓶内被打入气体。当容器内压力超过橡皮塞与瓶口之间的摩擦力时，塞子脱离，瓶体内的水向后喷出获得向前的速度。国内外爱好者将其玩得出神入化，创造了二级水火箭、多级水火箭、伞降水火箭等项目，并不断刷新飞行纪录。 笔者在活动中发现，现行的伞降水火箭，其开伞方式的设计有不尽如人意之处。要么使用定时器开关，导致活动成本过高，不利于在中小学普及，也不利于学生创新意识的培养；要么自行设计，但开伞成功率得不到保障。通过带领学生制作水火箭的实践活动，团队经过分析研究，设计出了一个科学、可行的开伞方案。经试验，伞舱的开伞率达到了100%。 这种方案参照了空气动力学原理：伞舱（火箭头盖）在箭体上升至最高点时，靠橡皮筋的弹性力打开。这要求在水火箭上升过程中，能有一个平衡力抵消其伞舱橡皮筋的弹性力，且失速后即消失。为此，将开伞橡皮筋1拴在瓶体的一侧，一条同样材料的橡皮筋2拴在另一侧将伞舱拉住，并使用固定环扣和一块长15cm、宽3cm的压片固定。当水火箭上升时，压片因气流作用紧贴箭体，钩住橡皮筋2。而在左右两根橡皮筋的作用下，伞舱稳稳地套在箭体上。当火箭上升至最高点失速时，气流作用消失，压片不再紧贴箭体，并被橡皮筋2拉动脱钩。于是橡皮筋1顺势将伞舱拉开，降落伞出舱，下降中靠气流作用打开伞面。水火箭在降落伞的帮助下，缓缓下落。 在制作时需注意：为使降落伞室与压力槽能适时地联结与分离，可在两者连接处各粘一圈厚3mm、宽2cm的橡胶条。 发射时，先把箭体固定在发射架上，让压片刚好被定向杆压着不外翻。然后按水火箭的正常步骤进行充气、发射。 本装置完全为自主设计，伞舱的关闭与打开安全可靠，且制作成本低廉，适合在青少年科技活动中普及应用。